Helmholtz bobin düzeneği ile çalışmanın elektriksel riskleri ve alınabilecek önlemler

Yüksek frekanslı Helmholtz bobin düzeneği ile çalışmanın elektriksel açıdan bazı riskleri vardır.

   Birçok yüksek frekanslı manyetik alan uygulamasında Helmholtz bobinleri ve rezonans kondansatörleri kV mertebesinde çok yüksek voltajlara sahip olabilir. Bu durum, bu düzenekle çalışmayı yapan araştırmacı için elektriksel açıdan büyük riskler yaratabilir. Bu risk faktörlerini ortadan kaldırmak veya azaltmak için alınması gereken bazı önlemler vardır:

  • Düzenekte kullanılacak kondansatör ve bobinlerin oluşabilecek voltajlara dayanıklı olduğundan emin olunmalıdır. Hata payı da göz önüne alınarak oluşabilecek voltajdan çok daha yüksek voltajlara dayanabilecek kondansatörler ve bobinler tercih edilmelidir.  Seri rezonans metodu uygulandığında ve yeterli voltajlara dayanabilecek kondansatör bulunamadığı durumlarda kondansatörler seri bağlanılarak (rezonans değerini sabit tutacak şekilde) voltaj dayanıklılığı artırılabilir.
  • Oluşturulan düzenekteki elektrik bağlantılarında kullanılan kabloların, akım taşıma kapasiteleri göz önüne alınarak uygun şekilde seçilmeleri gerekmektedir. Çünkü farklı kablo kesitleri, farklı akım taşıma kapasitelerine sahip olduğundan; kullanılan kablonun üzerinden geçecek akıma uygun seçilmediği durumlarda üzerinde oluşabilecek aşırı ısınma, kablonun erimesi ve yanması gibi sıkıntılar doğurabilir.  Bu nedenle yalıtımlı kablolar tercih edilmelidir. 
  • Kablo bağlantılarının mümkün olduğu kadar dış etmenlerden korunması ve gereksiz bükülmelerden kaçınılması gerekmektedir. Ezilme, bükülme, dağınıklık gibi olayların önüne geçmek açısından kablo spirali kullanılabilir.  Öte yandan, kabloları düzende tutmak ve ısı dayanımını artırmak için uygun bir kablo bandı da tercih edilebilir. Kabloların sabitlenerek kullanılması da kabloların gereksiz bükülmesini engellemek için tercih edilebilir. Kabloların gereksiz bükülmesi, içinde bulunan tellerin kırılmasına ve izolasyonun zarar görmesine neden olabilir. Dış izolasyonu zarar gören kablolar kısa devre vb. riskler yaratabilir.
  • Düzenekte kullanılacak soket ve klemenslere, kabloların düzgün bir şekilde montajının yapıldığından emin olunmalıdır. Düzgün bir bağlantı sağlayabilmek için kablolar  terminallerle kullanılmalıdır. Kablo terminalleri, elektrik bağlantılarının güvenli ve dayanıklı olmasını sağlar. Doğru terminal ve soket seçildiğinde, düzenekteki bağlantıların gevşemesi ve kopması önlenebilir.
  • Bobinleri ve rezonans kondansatörünü/grubunu birbirine bağlamadan veya bağlantılarını koparmadan önce, düzenekte kullanılan mosfet sürücüsünün veya sinüs yükseltecinin çıkışı inaktif edilmeli ve devredeki akım kesilmelidir. Çalışma sırasında kondansatör ve bobinlere çıplak elle temas edilmemelidir. Gerekli durumlarda; vizör, önlük, eldiven kullanımı gibi yüksek voltaja karşı alınan önlemler bu çalışma sırasında da uygulanmalıdır.


Kaynakça



 Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.